Os nosos principais produtos: silicona amino, silicona en bloque, silicona hidrófila, todas as súas emulsións de silicona, mellorador da solidez á fricción á molladura, repelente á auga (sen flúor, carbono 6, carbono 8), produtos químicos de lavado desmintizador (ABS, encimas, protector de spandex, removedor de manganeso), para máis detalles, póñase en contacto con: Mandy +86 19856618619 (Whatsapp).
As 9 principais relacións entre os surfactantes e as fábricas de tinguidura
01 Tensión superficial
A forza que actúa para contraer a superficie dun líquido por unidade de lonxitude chámase tensión superficial e mídese en N·m⁻¹.
02 Actividade superficial e surfactantes
A propiedade que reduce a tensión superficial dun solvente chámase actividade superficial, e as substancias que posúen esta propiedade denomínanse substancias tensioactivas. Os surfactantes son substancias tensioactivas que poden formar agregados en solucións acuosas, como micelas, e presentan unha alta actividade superficial xunto con funcións como mollar, emulsionar, formar escuma e lavar.
03 Características da estrutura molecular dos surfactantes
Os surfactantes son compostos orgánicos con estruturas e propiedades especiais; poden alterar significativamente a tensión interfacial entre dúas fases ou a tensión superficial dos líquidos (xeralmente auga), presentando propiedades como mollar, formar escuma, emulsionar e lavar. Estruturalmente, os surfactantes comparten unha característica común de conter dous tipos diferentes de grupos dentro das súas moléculas: un extremo ten un grupo non polar de cadea longa que é soluble en aceite pero insoluble en auga, coñecido como grupo hidrófobo. Este grupo hidrófobo é normalmente un hidrocarburo de cadea longa, aínda que ás veces pode consistir en fluoruros orgánicos, siliconas orgánicas, fosfinas orgánicas ou cadeas organoestánnicas. O outro extremo ten un grupo soluble en auga, coñecido como grupo hidrófilo. O grupo hidrófilo debe ter a hidrofilicidade suficiente para garantir que todo o surfactante poida disolverse en auga e posúa a solubilidade necesaria. Debido a que os surfactantes conteñen grupos hidrófilos e hidrófobos, poden disolverse en polo menos unha fase do medio líquido. Esta natureza de dobre afinidade dos surfactantes denomínase anfifilicidade.
04 Tipos de surfactantes
Os surfactantes son moléculas anfipáticas con grupos hidrófobos e hidrófilos. O grupo hidrófobo está composto xeralmente por hidrocarburos de cadea longa, como alcanos de cadea lineal (C8–C20), alcanos ramificados (C8–C20) ou alquilbencenos (número de átomo de carbono alquilo 8–16). As diferenzas nos grupos hidrófobos derivan principalmente das variacións estruturais nas cadeas de carbono. Non obstante, a diversidade de grupos hidrófilos é moito maior, polo que as propiedades dos surfactantes están ligadas non só ao tamaño e á forma do grupo hidrófobo, senón tamén en gran medida ao grupo hidrófilo. Os surfactantes pódense clasificar segundo a estrutura do grupo hidrófilo, principalmente segundo se é iónico, dividíndoos en aniónicos, catiónicos, non iónicos, zwitteriónicos e outros tipos especiais de surfactantes.
05 Propiedades das solucións de surfactantes
①Adsorción na interface
As moléculas surfactantes conteñen grupos hidrófilos e hidrófobos. A auga, ao ser un líquido polar forte, cando os surfactantes se disolven nela, segue o principio de "polaridade similar atrae a outra; polaridades diferentes repélense". O seu grupo hidrófilo interactúa coa auga, facéndoa soluble, mentres que o seu grupo hidrófobo repélea a auga e sae da fase acuosa, o que fai que as moléculas (ou ións) surfactantes se adsorban na capa interfacial, reducindo así a tensión interfacial entre as dúas fases. Cantas máis moléculas (ou ións) surfactantes se adsorban na interface, maior será a redución da tensión interfacial.
② Propiedades das películas adsorbidas
Presión superficial da película adsorbida: Os surfactantes forman películas adsorbidas na interface gas-líquido. Por exemplo, colocar un flotador deslizante sen fricción na interface dun líquido creará presión contra o flotador cando a película sexa empurrada ao longo da superficie do líquido. Esta presión denomínase presión superficial.
Viscosidade superficial: Do mesmo xeito que a presión superficial, a viscosidade superficial é unha propiedade que presentan as películas moleculares insolubles. Ao suspender un anel de platino nun fino arame metálico de xeito que toque a superficie da auga nun tanque, a rotación do anel de platino demostra a resistencia debida á viscosidade da auga. O decaemento da amplitude observado pode medir a viscosidade superficial; a diferenza nas taxas de decaemento entre a auga pura e a que contén unha película superficial proporciona a viscosidade da película superficial. A viscosidade superficial está estreitamente relacionada coa firmeza da película; dado que as películas adsorbidas posúen presión superficial e viscosidade, necesariamente conteñen elasticidade. Canto maior sexa a presión superficial e a viscosidade da película adsorbida, maior será o seu módulo elástico.
③ Formación de micelas
O comportamento dos surfactantes en solucións diluídas obedece ás normas ideais da solución. A cantidade de surfactante adsorbido na superficie da solución aumenta a medida que a concentración da solución aumenta ata que se alcanza unha determinada concentración, despois da cal a adsorción non aumenta máis. O exceso de moléculas de surfactante neste punto está disperso aleatoriamente ou existen de forma estruturada. Tanto a evidencia práctica como a teórica indica que forman agregados na solución, denominados micelas. A concentración mínima á que os surfactantes comezan a formar micelas denomínase concentración micelar crítica (CMC).
06 Valor de equilibrio hidrófilo-lipófilo (HLB)
HLB, abreviatura de Equilibrio Hidrófilo-Lipófilo, indica o equilibrio entre os grupos hidrófilos e lipófilos nos surfactantes. Un valor de HLB máis alto suxire unha forte hidrofilicidade e unha lipofilicidade débil, mentres que o contrario ocorre para valores baixos de HLB.
① Especificación dos valores HLB**:O valor HLB é relativo; polo tanto, para establecer valores HLB, o estándar para unha substancia non hidrófila, como a parafina, establécese en HLB = 0, mentres que ao dodecilsulfato de sodio con forte solubilidade en auga asígnaselle HLB = 40. Polo tanto, os valores HLB para os surfactantes xeralmente sitúanse entre 1 e 40. Os surfactantes cun valor HLB inferior a 10 son lipófilos e os superiores a 10 son hidrófilos. Polo tanto, o punto de inflexión entre a lipofilicidade e a hidrofilicidade está arredor de 10. Os usos potenciais dos surfactantes pódense deducir aproximadamente a partir dos seus valores HLB.
| HLB | Aplicacións | HLB | Aplicacións |
| 1,5~3 | Axentes antiespumantes tipo W/O | 8~18 | Emulsionantes tipo O/W |
| 3,5~6 | Emulsionantes tipo W/O | 13~15 | deterxentes |
| 7~9 | Axentes humectantes | 15~18 | Solubilizantes |
Segundo a táboa, os surfactantes axeitados para o seu uso como emulsionantes aceite-en-auga teñen un valor HLB de 3,5 a 6, mentres que os para emulsionantes auga-en-aceite oscilan entre 8 e 18.
② Determinación dos valores HLB (omitido).
07 Emulsificación e solubilización
Unha emulsión é un sistema que se forma cando un líquido inmiscible se dispersa noutro en forma de partículas finas (gotas ou cristais líquidos). O emulsionante, que é un tipo de surfactante, é esencial para estabilizar este sistema termodinamicamente inestable ao diminuír a enerxía interfacial. A fase existente en forma de gotas na emulsión chámase fase dispersa (ou fase interna), mentres que a fase que forma unha capa continua chámase medio de dispersión (ou fase externa).
① Emulsionantes e emulsións
As emulsións comúns adoitan constar dunha fase como auga ou solución acuosa e a outra como unha substancia orgánica, como aceites ou ceras. Dependendo da súa dispersión, as emulsións poden clasificarse como auga en aceite (A/A), onde o aceite se dispersa en auga, ou aceite en auga (O/A), onde a auga se dispersa en aceite. Ademais, poden existir emulsións complexas como A/O/A ou O/A/O. Os emulsionantes estabilizan as emulsións ao reducir a tensión interfacial e formar membranas monomoleculares. Un emulsionante debe adsorber ou acumularse na interface para reducir a tensión interfacial e impartir cargas ás pingas, xerando repulsión electrostática, ou formar unha película protectora de alta viscosidade arredor das partículas. En consecuencia, as substancias utilizadas como emulsionantes deben posuír grupos anfifílicos, que os surfactantes poden proporcionar.
② Métodos de preparación de emulsións e factores que inflúen na estabilidade
Existen dous métodos principais para preparar emulsións: os métodos mecánicos dispersan líquidos en partículas diminutas noutro líquido, mentres que o segundo método implica disolver líquidos en forma molecular noutro e facer que se agreguen axeitadamente. A estabilidade dunha emulsión refírese á súa capacidade para resistir a agregación de partículas que leva á separación de fases. As emulsións son sistemas termodinamicamente inestables con maior enerxía libre, polo que a súa estabilidade reflicte o tempo necesario para alcanzar o equilibrio, é dicir, o tempo que tarda un líquido en separarse da emulsión. Cando hai alcohois graxos, ácidos graxos e aminas graxas presentes na película interfacial, a resistencia da membrana aumenta significativamente porque as moléculas orgánicas polares forman complexos na capa adsorbida, reforzando a membrana interfacial.
Os emulsionantes compostos por dous ou máis surfactantes denomínanse emulsionantes mixtos. Os emulsionantes mixtos adsorben na interface auga-aceite e as interaccións moleculares poden formar complexos que reducen significativamente a tensión interfacial, aumentando a cantidade de adsorbato e formando membranas interfaciais máis densas e fortes.
As pingas cargadas electricamente inflúen notablemente na estabilidade das emulsións. Nas emulsións estables, as pingas adoitan levar unha carga eléctrica. Cando se usan emulsionantes iónicos, o extremo hidrófobo dos surfactantes iónicos incorpórase á fase oleosa, mentres que o extremo hidrófilo permanece na fase acuosa, impartindo carga ás pingas. As cargas semellantes entre as pingas causan repulsión e impiden a coalescencia, o que mellora a estabilidade. Polo tanto, canto maior sexa a concentración de ións emulsionantes adsorbidos nas pingas, maior será a súa carga e maior será a estabilidade da emulsión.
A viscosidade do medio de dispersión tamén afecta á estabilidade da emulsión. En xeral, os medios de maior viscosidade melloran a estabilidade porque impiden máis o movemento browniano das pingas, o que reduce a probabilidade de colisións. As substancias de alto peso molecular que se disolven na emulsión poden aumentar a viscosidade e a estabilidade do medio. Ademais, as substancias de alto peso molecular poden formar membranas interfaciais robustas, o que estabiliza aínda máis a emulsión. Nalgúns casos, engadir pos sólidos pode estabilizar as emulsións de xeito similar. Se as partículas sólidas están completamente humedecidas por auga e poden ser humedecidas por aceite, quedarán retidas na interface auga-aceite. Os pos sólidos estabilizan a emulsión ao mellorar a película a medida que se agrupan na interface, de xeito moi similar aos surfactantes adsorbidos.
Os surfactantes poden mellorar significativamente a solubilidade dos compostos orgánicos que son insolubles ou lixeiramente solubles en auga despois de que se formen micelas na solución. Neste momento, a solución aparece transparente e esta capacidade denomínase solubilización. Os surfactantes que poden promover a solubilización denomínanse solubilizantes, mentres que os compostos orgánicos que se solubilizan denomínanse solubilados.
08 Espuma
A escuma xoga un papel crucial nos procesos de lavado. A escuma refírese a un sistema dispersivo de gas disperso en líquido ou sólido, co gas como fase dispersa e o líquido ou sólido como medio de dispersión, coñecido como escuma líquida ou escuma sólida, como os plásticos de escuma, o vidro de escuma e o formigón de escuma.
(1) Formación de escuma
O termo escuma refírese a un conxunto de burbullas de aire separadas por películas líquidas. Debido á considerable diferenza de densidade entre o gas (fase dispersa) e o líquido (medio de dispersión) e á baixa viscosidade do líquido, as burbullas de gas ascenden rapidamente á superficie. A formación de escuma implica a incorporación dunha gran cantidade de gas ao líquido; as burbullas logo volven rapidamente á superficie, creando un agregado de burbullas de aire separadas por unha película líquida mínima. A escuma ten dúas características morfolóxicas distintivas: en primeiro lugar, as burbullas de gas adoitan adoptar unha forma poliédrica porque a fina película líquida na intersección das burbullas tende a volverse máis delgada, o que finalmente leva á rotura das burbullas. En segundo lugar, os líquidos puros non poden formar escuma estable; deben estar presentes polo menos dous compoñentes para crear unha escuma. Unha solución de surfactante é un sistema típico de formación de escuma cuxa capacidade de formación de escuma está ligada ás súas outras propiedades. Os surfactantes con boa capacidade de formación de escuma denomínanse axentes espumantes. Aínda que os axentes espumantes presentan boas capacidades de formación de escuma, a escuma que xeran pode non durar moito, o que significa que a súa estabilidade non está garantida. Para mellorar a estabilidade da escuma, pódense engadir substancias que melloren a estabilidade; estes denomínanse estabilizadores, e entre os estabilizadores comúns inclúense a lauril dietanolamina e os óxidos de dodecil dimetil amina.
(2) Estabilidade da escuma
A escuma é un sistema termodinamicamente inestable; a súa progresión natural leva á rotura, o que reduce a superficie total do líquido e diminúe a enerxía libre. O proceso de desespumación implica o adelgazamento gradual da película líquida que separa o gas ata que se produce a rotura. O grao de estabilidade da escuma está influenciado principalmente pola velocidade de drenaxe do líquido e a resistencia da película líquida. Entre os factores influentes inclúense:
① Tensión superficial: Desde unha perspectiva enerxética, unha tensión superficial máis baixa favorece a formación de escuma pero non garante a estabilidade da escuma. Unha tensión superficial baixa indica un diferencial de presión menor, o que leva a unha drenaxe do líquido máis lenta e ao engrosamento da película líquida, o que favorece a estabilidade.
② Viscosidade superficial: O factor clave na estabilidade da escuma é a resistencia da película líquida, determinada principalmente pola robustez da película de adsorción superficial, medida pola viscosidade superficial. Os resultados experimentais indican que as solucións con alta viscosidade superficial producen escuma máis duradeira debido ás interaccións moleculares melloradas na película adsorbida, o que aumenta significativamente a resistencia da membrana.
③ Viscosidade da solución: unha maior viscosidade no propio líquido ralentiza a drenaxe deste da membrana, prolongando así a vida útil da película líquida antes de que se produza a rotura e mellorando a estabilidade da escuma.
④ Acción de "reparación" da tensión superficial: os surfactantes adsorbidos á membrana poden contrarrestar a expansión ou contracción da superficie da película; isto chámase acción de reparación. Cando os surfactantes se adsorben á película líquida e expanden a súa superficie, isto reduce a concentración de surfactante na superficie e aumenta a tensión superficial; pola contra, a contracción leva a un aumento da concentración de surfactante na superficie e, posteriormente, reduce a tensión superficial.
⑤ Difusión de gas a través da película líquida: Debido á presión capilar, as burbullas máis pequenas tenden a ter unha presión interna máis alta en comparación coas burbullas máis grandes, o que leva á difusión de gas desde as burbullas pequenas cara ás máis grandes, facendo que as burbullas pequenas se contraian e as máis grandes medren, o que finalmente resulta no colapso da escuma. A aplicación consistente de surfactantes crea burbullas uniformes e finamente distribuídas e inhibe a desespumación. Cos surfactantes fortemente compactados na película líquida, a difusión do gas vese dificultada, mellorando así a estabilidade da escuma.
⑥ Efecto da carga superficial: Se a película líquida de escuma leva a mesma carga, as dúas superficies repeleranse mutuamente, o que impedirá que a película se adelgace ou se rompa. Os surfactantes iónicos poden proporcionar este efecto estabilizador. En resumo, a resistencia da película líquida é o factor crucial que determina a estabilidade da escuma. Os surfactantes que actúan como axentes espumantes e estabilizadores deben formar moléculas absorbidas na superficie moi compactas, xa que isto inflúe significativamente na interacción molecular interfacial, mellorando a resistencia da propia película superficial e, polo tanto, impedindo que o líquido flúa lonxe da película veciña, facendo que a estabilidade da escuma sexa máis alcanzable.
(3) Destrución da escuma
O principio fundamental da destrución da escuma implica alterar as condicións que producen a escuma ou eliminar os factores estabilizadores da escuma, o que leva a métodos antiespumantes físicos e químicos. A antiespumante física mantén a composición química da solución espumosa mentres altera condicións como perturbacións externas, cambios de temperatura ou presión, así como o tratamento ultrasónico, todos eles métodos eficaces para eliminar a escuma. A antiespumante química refírese á adición de certas substancias que interactúan cos axentes espumantes para reducir a resistencia da película líquida dentro da escuma, reducindo a estabilidade da escuma e conseguindo a antiespumante. Estas substancias denomínanse antiespumantes, a maioría dos cales son surfactantes. Os antiespumantes normalmente posúen unha capacidade notable para reducir a tensión superficial e poden adsorberse facilmente ás superficies, cunha interacción máis débil entre as moléculas constituíntes, creando así unha estrutura molecular de disposición flexible. Os tipos de antiespumantes son variados, pero xeralmente son surfactantes non iónicos, con alcohois ramificados, ácidos graxos, ésteres de ácidos graxos, poliamidas, fosfatos e aceites de silicona que se usan habitualmente como excelentes antiespumantes.
(4) Espuma e limpeza
A cantidade de escuma non se correlaciona directamente coa eficacia da limpeza; máis escuma non significa unha mellor limpeza. Por exemplo, os surfactantes non iónicos poden producir menos escuma que o xabón, pero poden ter capacidades de limpeza superiores. Non obstante, en determinadas condicións, a escuma pode axudar a eliminar a sucidade; por exemplo, a escuma de lavar os pratos axuda a eliminar a graxa, mentres que a limpeza das alfombras permite que a escuma elimine a sucidade e os contaminantes sólidos. Ademais, a escuma pode indicar a eficacia do deterxente; o exceso de graxa graxa a miúdo inhibe a formación de burbullas, o que provoca unha falta de escuma ou unha diminución da escuma existente, o que indica unha baixa eficacia do deterxente. Ademais, a escuma pode servir como indicador da limpeza do enxague, xa que os niveis de escuma na auga de enxague a miúdo diminúen con concentracións de deterxente máis baixas.
09 Proceso de lavado
En termos xerais, lavar é o proceso de eliminar compoñentes non desexados do obxecto que se limpa para lograr un determinado propósito. En termos comúns, lavar refírese á eliminación da sucidade da superficie do soporte. Durante o lavado, certas substancias químicas (como os deterxentes) actúan para debilitar ou eliminar a interacción entre a sucidade e o soporte, transformando a unión entre a sucidade e o soporte nunha unión entre a sucidade e o deterxente, o que permite a súa separación. Dado que os obxectos que se van limpar e a sucidade que hai que eliminar poden variar moito, lavar é un proceso complicado, que se pode simplificar na seguinte relación:
Vehículo portador • Suciedade + Deterxente = Vehículo portador + Suciedade • Deterxente. O proceso de lavado xeralmente pódese dividir en dúas etapas:
1. A sucidade sepárase do soporte baixo a acción do deterxente;
2. A sucidade separada dispérsase e queda suspendida no medio. O proceso de lavado é reversible, o que significa que a sucidade dispersa ou suspendida pode volver a depositarse no artigo limpo. Polo tanto, os deterxentes eficaces non só precisan a capacidade de separar a sucidade do soporte, senón tamén de dispersala e suspendela, evitando que se reasenta.
(1) Tipos de sucidade
Mesmo un só artigo pode acumular diferentes tipos, composicións e cantidades de sucidade dependendo do seu contexto de uso. A sucidade oleosa consiste principalmente en varios aceites animais e vexetais e aceites minerais (como petróleo cru, fuelóleo, alcatrán de hulla, etc.); a sucidade sólida inclúe materia particulada como hollín, po, ferruxe e negro de carbono. En canto á sucidade da roupa, pode orixinarse en secrecións humanas como suor, sebo e sangue; manchas relacionadas cos alimentos como manchas de froitas ou aceite e condimentos; residuos de cosméticos como batom e esmalte de uñas; contaminantes atmosféricos como fume, po e terra; e manchas adicionais como tinta, té e pintura. Esta variedade de sucidade xeralmente pódese clasificar en tipos sólidos, líquidos e especiais.
① Suciedade sólida: Algúns exemplos comúns son partículas de hollín, lama e po, a maioría das cales tenden a ter cargas (a miúdo cargadas negativamente) que se adhiren facilmente aos materiais fibrosos. A suciedade sólida xeralmente é menos soluble en auga, pero pode dispersarse e suspenderse en deterxentes. As partículas menores de 0,1 μm poden ser especialmente difíciles de eliminar.
② Suciedade líquida: Inclúe substancias oleosas solubles en aceite, como aceites animais, ácidos graxos, alcohois graxos, aceites minerais e os seus óxidos. Mentres que os aceites animais e vexetais e os ácidos graxos poden reaccionar cos álcalis para formar xabóns, os alcohois graxos e os aceites minerais non sofren saponificación, senón que poden disolverse mediante alcohois, éteres e hidrocarburos orgánicos, e poden emulsionarse e dispersarse mediante solucións de deterxentes. A sucidade oleosa líquida adoita adherirse firmemente aos materiais fibrosos debido a fortes interaccións.
③ Suciedade especial: esta categoría inclúe proteínas, amidóns, sangue e secrecións humanas como a suor e a urina, así como zumes de froitas e té. Estes materiais adoitan unirse firmemente ás fibras mediante interaccións químicas, o que dificulta a súa eliminación. Raramente existen varios tipos de sucidade de forma independente, senón que se mesturan e adhírense colectivamente ás superficies. A miúdo, baixo influencias externas, a sucidade pode oxidarse, descompoñerse ou deteriorarse, producindo novas formas de sucidade.
(2) Adhesión de sucidade
A sucidade adhírese a materiais como a roupa e a pel debido a certas interaccións entre o obxecto e a sucidade. A forza adhesiva entre a sucidade e o obxecto pode ser o resultado dunha adhesión física ou química.
① Adhesión física: A adhesión de sucidade como o hollín, o po e a lama implica en gran medida interaccións físicas débiles. Xeralmente, estes tipos de sucidade pódense eliminar con relativa facilidade debido á súa adhesión máis débil, que se produce principalmente por forzas mecánicas ou electrostáticas.
A: Adhesión mecánica**: Isto refírese normalmente á sucidade sólida como o po ou a area que se adhire por medios mecánicos e que é relativamente fácil de eliminar, aínda que as partículas máis pequenas de menos de 0,1 μm son bastante difíciles de limpar.
B: Adhesión electrostática**: Isto implica a interacción de partículas de sucidade cargadas con materiais de carga oposta; normalmente, os materiais fibrosos levan cargas negativas, o que lles permite atraer adherentes cargados positivamente como certos sales. Algunhas partículas cargadas negativamente aínda poden acumularse nestas fibras a través de pontes iónicas formadas por ións positivos na solución.
② Adhesión química: refírese á sucidade que se adhire a un obxecto mediante enlaces químicos. Por exemplo, a sucidade sólida polar ou materiais como o óxido tenden a adherirse firmemente debido aos enlaces químicos formados con grupos funcionais como os grupos carboxilo, hidroxilo ou amina presentes nos materiais fibrosos. Estes enlaces crean interaccións máis fortes, o que dificulta a eliminación desa sucidade; poden ser necesarios tratamentos especiais para limpar eficazmente. O grao de adhesión da sucidade depende tanto das propiedades da propia sucidade como das da superficie á que se adhire.
(3) Mecanismos de eliminación da sucidade
O obxectivo da limpeza é eliminar a sucidade. Isto implica utilizar as diversas accións físicas e químicas dos deterxentes para debilitar ou eliminar a adhesión entre a sucidade e os artigos lavados, axudados por forzas mecánicas (como fregado manual, axitación da lavadora ou impacto da auga), o que finalmente leva á separación da sucidade.
① Mecanismo de eliminación da sucidade líquida
R: Humidade: A maior parte da sucidade líquida é oleosa e tende a mollar varios artigos fibrosos, formando unha película oleosa sobre as súas superficies. O primeiro paso na limpeza é a acción do deterxente que provoca a molladura da superficie.
B: Mecanismo de enrolamento para a eliminación de aceite: O segundo paso da eliminación da sucidade líquida prodúcese mediante un proceso de enrolamento. A sucidade líquida que se estende como unha película sobre a superficie enrólase progresivamente en pingas debido á humectación preferencial do líquido de lavado da superficie fibrosa, sendo finalmente substituída polo líquido de lavado.
② Mecanismo de eliminación de sucidade sólida
A diferenza da sucidade líquida, a eliminación da sucidade sólida depende da capacidade do líquido de lavado para mollar tanto as partículas de sucidade como a superficie do material portador. A adsorción de surfactantes nas superficies da sucidade sólida e do portador reduce as súas forzas de interacción, diminuíndo así a forza de adhesión das partículas de sucidade, o que facilita a súa eliminación. Ademais, os surfactantes, especialmente os surfactantes iónicos, poden aumentar o potencial eléctrico da sucidade sólida e do material superficial, facilitando unha maior eliminación.
Os surfactantes non iónicos tenden a adsorberse en superficies sólidas xeralmente cargadas e poden formar unha capa adsorbida significativa, o que reduce a reasentación da sucidade. Non obstante, os surfactantes catiónicos poden reducir o potencial eléctrico da sucidade e da superficie portadora, o que leva a unha menor repulsión e dificulta a eliminación da sucidade.
③ Eliminación de sucidade especial
Os deterxentes típicos poden ter dificultades coas manchas difíciles de proteínas, amidóns, sangue e secrecións corporais. Os encimas como a protease poden eliminar eficazmente as manchas de proteínas ao descompoñer as proteínas en aminoácidos ou péptidos solubles. Do mesmo xeito, os amidóns poden descompoñerse en azucres pola amilase. As lipases poden axudar a descompoñer as impurezas de triacilglicerol, que adoitan ser difíciles de eliminar por medios convencionais. As manchas de zumes de froitas, té ou tinta ás veces requiren axentes oxidantes ou redutores, que reaccionan cos grupos xeradores de cor para degradalas en fragmentos máis solubles en auga.
(4) Mecanismo de limpeza en seco
Os puntos mencionados refírense principalmente á lavaxe con auga. Non obstante, debido á diversidade de tecidos, algúns materiais poden non responder ben á lavaxe con auga, o que provoca deformacións, esvaecemento da cor, etc. Moitas fibras naturais expándense cando están molladas e encollen facilmente, o que provoca cambios estruturais indesexables. Polo tanto, a limpeza en seco, normalmente con solventes orgánicos, adoita preferirse para estes téxtiles.
A limpeza en seco é máis suave en comparación coa lavaxe en húmido, xa que minimiza a acción mecánica que podería danar a roupa. Para unha eliminación eficaz da sucidade na limpeza en seco, a sucidade clasifícase en tres tipos principais:
① Sucidade soluble en aceite: Inclúe aceites e graxas, que se disolven facilmente en solventes de limpeza en seco.
② Suciedade soluble en auga: este tipo pode disolverse en auga pero non en solventes de limpeza en seco, e comprende sales inorgánicos, amidóns e proteínas, que poden cristalizar unha vez que a auga se evapora.
③ Suciedade que non é nin soluble en aceite nin en auga: Isto inclúe substancias como o negro de carbono e os silicatos metálicos que non se disolven en ningún dos dous medios.
Cada tipo de sucidade require diferentes estratexias para a súa eliminación eficaz durante a limpeza en seco. A sucidade soluble en aceite elimínase metodoloxicamente mediante solventes orgánicos debido á súa excelente solubilidade en solventes non polares. Para as manchas solubles en auga, debe haber unha cantidade adecuada de auga presente no axente de limpeza en seco, xa que a auga é crucial para unha eliminación eficaz da sucidade. Desafortunadamente, dado que a auga ten unha solubilidade mínima nos axentes de limpeza en seco, adoitan engadirse surfactantes para axudar a integrar a auga.
Os surfactantes melloran a capacidade do axente de limpeza para a auga e axudan a garantir a solubilización das impurezas solubles en auga dentro das micelas. Ademais, os surfactantes poden inhibir a formación de novos depósitos da sucidade despois do lavado, o que mellora a eficacia da limpeza. Unha lixeira adición de auga é esencial para eliminar estas impurezas, pero cantidades excesivas poden provocar a distorsión do tecido, polo que é necesario un contido de auga equilibrado nas solucións de limpeza en seco.
(5) Factores que inflúen na acción de lavado
A adsorción de surfactantes nas interfaces e a redución resultante da tensión interfacial é crucial para eliminar a sucidade líquida ou sólida. Non obstante, a limpeza é inherentemente complexa e está influenciada por numerosos factores mesmo en tipos de deterxentes similares. Estes factores inclúen a concentración do deterxente, a temperatura, as propiedades da sucidade, os tipos de fibra e a estrutura do tecido.
① Concentración de surfactantes: As micelas formadas polos surfactantes desempeñan un papel fundamental no lavado. A eficiencia do lavado aumenta drasticamente unha vez que a concentración supera a concentración micelar crítica (CMC), polo que os deterxentes deben usarse en concentracións superiores á CMC para un lavado eficaz. Non obstante, as concentracións de deterxente superiores á CMC producen rendementos decrecentes, polo que o exceso de concentración é innecesario.
② Efecto da temperatura: A temperatura ten unha profunda influencia na eficacia da limpeza. En xeral, as temperaturas máis altas facilitan a eliminación da sucidade; non obstante, a calor excesiva pode ter efectos adversos. Aumentar a temperatura tende a axudar á dispersión da sucidade e tamén pode facer que a sucidade oleosa se emulsione máis facilmente. Con todo, en tecidos de tecido axustado, o aumento da temperatura, que fai que as fibras se inchen, pode reducir inadvertidamente a eficiencia da eliminación.
As flutuacións de temperatura tamén afectan a solubilidade do surfactante, a CMC e o reconto de micelas, o que inflúe na eficiencia da limpeza. Para moitos surfactantes de cadea longa, as temperaturas máis baixas reducen a solubilidade, ás veces por debaixo da súa propia CMC; polo tanto, pode ser necesario un quecemento axeitado para un funcionamento óptimo. Os impactos da temperatura na CMC e nas micelas difiren para os surfactantes iónicos fronte aos non iónicos: o aumento da temperatura normalmente eleva a CMC dos surfactantes iónicos, polo que require axustes de concentración.
③ Espuma: Existe unha idea errónea moi común que relaciona a capacidade de formación de escuma coa eficacia do lavado: máis escuma non equivale a unha mellor limpeza. A evidencia empírica suxire que os deterxentes con pouca escuma poden ser igualmente eficaces. Non obstante, a escuma pode axudar á eliminación da sucidade en determinadas aplicacións, como no lavado de pratos, onde a escuma axuda a desprazar a graxa, ou na limpeza de alfombras, onde levanta a sucidade. Ademais, a presenza de escuma pode indicar se os deterxentes están a funcionar; o exceso de graxa pode inhibir a formación de escuma, mentres que a diminución da escuma indica unha concentración reducida de deterxente.
④ Tipo de fibra e propiedades téxtiles: Ademais da estrutura química, a aparencia e a organización das fibras inflúen na dificultade de adhesión e eliminación da sucidade. As fibras con estruturas rugosas ou planas, como a la ou o algodón, tenden a atrapar a sucidade máis facilmente que as fibras lisas. Os tecidos de tecido denso poden resistir inicialmente a acumulación de sucidade, pero poden dificultar o lavado eficaz debido ao acceso limitado á sucidade atrapada.
⑤ Dureza da auga: As concentracións de Ca²⁺, Mg²⁺ e outros ións metálicos inflúen significativamente nos resultados de lavado, especialmente no caso dos surfactantes aniónicos, que poden formar sales insolubles que diminúen a eficacia da limpeza. En auga dura, mesmo cunha concentración axeitada de surfactante, a eficacia da limpeza é inferior á da auga destilada. Para un rendemento óptimo dos surfactantes, a concentración de Ca²⁺ debe minimizarse a menos de 1×10⁻⁶ mol/L (CaCO₃ por debaixo de 0,1 mg/L), o que a miúdo fai necesaria a inclusión de axentes abrandadores de auga nas formulacións dos deterxentes.
Data de publicación: 05-09-2024
